RU2239783C2 - Method for obtaining the preset degree of crushing of crumbling rock mass at group blasting of deep-hole explosive charges - Google Patents
Method for obtaining the preset degree of crushing of crumbling rock mass at group blasting of deep-hole explosive charges Download PDFInfo
- Publication number
- RU2239783C2 RU2239783C2 RU2002133299/03A RU2002133299A RU2239783C2 RU 2239783 C2 RU2239783 C2 RU 2239783C2 RU 2002133299/03 A RU2002133299/03 A RU 2002133299/03A RU 2002133299 A RU2002133299 A RU 2002133299A RU 2239783 C2 RU2239783 C2 RU 2239783C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosive
- crushing
- group
- distance
- size
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам массовой взрывной отбойки руд и пород подземным способом, подготовки блоков к подземному выщелачиванию, и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.The invention relates to the mining industry, in particular to methods of mass explosive breaking of ores and rocks by underground method, preparation of blocks for underground leaching, and can be used in open pit mining of mineral deposits.
Наиболее близким техническим решением является способ получения заданной степени дробления трещиноватого массива взрывом на карьерах, включающий бурение групп взрывных скважин на расстоянии между ними, определяемом из выражения в зависимости от диаметра заряда, детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств массива, параметров его трещиноватости и размера кондиционного куска (см. Справочник взрывника/Под ред. Б.Н.Кутузова. - М.: Недра, 1988, с.271-273).The closest technical solution is a method of obtaining a given degree of crushing of a fractured mass by blasting in quarries, including drilling groups of blast holes at a distance between them, determined from the expression depending on the diameter of the charge, detonation characteristics of the explosive, physicotechnical properties of the massif, parameters of its fracturing and size conditional piece (see. Explosive Handbook / Edited by B.N. Kutuzov. - M .: Nedra, 1988, p.271-273).
Однако данный способ не применим в подземных условиях, т.к. не учитывает величину горного давления, которое существенно влияет на расчетное расстояние между скважинами, а следовательно, на качество дробления. Кроме того, в расчетной формуле по определению расстояния между скважинами не учтен эффект трения в виде коэффициента трения, что также существенно влияет на результаты дробления трещиноватого массива взрывом. Помимо этого расчеты по формуле (8.32) “Справочника взрывника”, с.273, при υ∂=103 м/с, ρ=0,9 т/м3, dз=0,25 м, ν=0,25, σp=107 Па, dК=0,7 м, δ=10-2 м, dо=l,0 м дают а=1,0017 м, хотя реальное расстояние между скважинами при диаметре заряда 250 мм составляет 6-7 м. То есть, приведенная зависимость не верна.However, this method is not applicable in underground conditions, because does not take into account the value of rock pressure, which significantly affects the estimated distance between the wells, and therefore the quality of crushing. In addition, the calculation formula for determining the distance between wells does not take into account the effect of friction in the form of a coefficient of friction, which also significantly affects the results of crushing of a fractured mass by an explosion. In addition, the calculations according to the formula (8.32) of the “Explosive Handbook”, p.273, at υ∂ = 10 3 m / s, ρ = 0.9 t / m 3 , d z = 0.25 m, ν = 0.25 , σ p = 10 7 Pa, d K = 0.7 m, δ = 10 -2 m, d о = l, 0 m give a = 1.0017 m, although the real distance between the wells at a charge diameter of 250 mm is 6 -7 m. That is, the given dependence is not true.
Предложен способ получения заданной степени дробления трещиноватого массива горных пород при групповом взрываний скважинных зарядов ВВ, который включает бурение групп взрывных скважин на расстоянии между ними, определенном из соотношения в зависимости от диаметра заряда, детонационных характеристик ВВ, физико-технических свойств массива, параметров его трещиноватости, размера кондиционного куска, их заряжание и короткозамедленное взрывание, отличающийся тем, что с учетом трения и горного давления расстояние между скважинами или концами скважин в группе определяют из выраженияA method for obtaining a given degree of crushing of a fractured massif of rocks during group blasting of explosive borehole charges is proposed, which includes drilling groups of blast holes at a distance between them, determined from the ratio depending on the diameter of the charge, detonation characteristics of the explosive, physicotechnical properties of the massif, and parameters of its fracturing , the size of the conditioned piece, their loading and short-blown blasting, characterized in that, taking into account friction and rock pressure, the distance between the wells or Wells in the group are determined from the expression
а расстояние между группами скважин из соотношенияand the distance between groups of wells from the ratio
гдеWhere
Rp - радиус зоны регулируемого дробления, в пределах которой размер крупных кусков не превышает кондиционного, м;R p is the radius of the zone of controlled crushing, within which the size of large pieces does not exceed the standard, m;
D - скорость детонации ВВ, м/с;D — detonation velocity of explosives, m / s;
ρB - плотность заряжания, кг/м3;ρ B is the loading density, kg / m 3 ;
dз - диаметр заряда ВВ, м;d s - diameter of explosive charge, m;
с - скорость продольной волны в отдельности массива горных пород, м/с;C is the velocity of the longitudinal wave separately of the rock mass, m / s;
ν - коэффициент Пуассона отдельности;ν is the Poisson's ratio of the individual;
σp - предел прочности на разрыв отдельности. Па;σ p - ultimate tensile strength of the individual. Pa;
μ - коэффициент трения между отдельностями в массиве;μ is the coefficient of friction between the elements in the array;
Ф - показатель трещиноватости массива;F - an indicator of fracturing of the array;
de - размер отдельности массива, м;d e is the size of the array, m;
Р - величина горного давления в месте взрывания, Па;P is the rock pressure at the blast site, Pa;
dк - размер кондиционного куска, м;d to - the size of the conditioning piece, m;
Кn⊥ - коэффициент усиления взрыва перпендикулярно плоскости группы одновременно взрываемых зарядов ВВ;K n⊥ is the explosion amplification factor perpendicular to the plane of the group of simultaneously explosive explosive charges;
n* - предельное число зарядов ВВ, при котором наблюдается их взаимодействие;n * is the limiting number of explosive charges at which their interaction is observed;
π=3,14.π = 3.14.
Предлагаемый способ позволяет обеспечить заданную степень дробления трещиноватого массива взрывом за счет определения расстояния между взрываемыми скважинами в группе и расстояния между группами последовательно взрываемых скважин с учетом эффектов трения между отдельностями массива и горного давления, а также бурения и взрывания скважин в соответствии с определенными параметрами их расположения.The proposed method allows to provide a given degree of fragmentation of the fractured massif by explosion by determining the distance between the blasted wells in the group and the distance between the groups of successively blown wells taking into account the effects of friction between the massif and rock pressure, as well as drilling and blasting of wells in accordance with certain parameters of their location .
Сущность способа заключается в следующем. Действие взрыва в трещиноватом горном массиве подразделяется на две фазы: волновую и квазистатическое давление продуктов детонации (ПД). Волна напряжения распространяется со скоростью 2000-5000 м/с и имеет малую длительность фазы сжатия 0,05-0,7 мс, поэтому при величине раскрытия естественных трещин 2-8 мм волны напряжений полностью теряют свою энергию на трещинах - известный факт. Это характерно для открытых горных работ, где величина раскрытия трещин составляет 5-20 мм. На подземных горных работах раскрытие трещин составляет 0,1-5,0 мм, т.е. и здесь волны напряжений теряют часть своей энергии на ближайшей трещине. С учетом того, что блочность массива, например, на рудниках ОАО ППГХО, составляет в основном 0,1-0,4 м, т.е. число трещин, встречающихся на пути распространения волн напряжений в пределах радиуса зоны радиального трещинообразования равно 3 и более, можно сказать, что естественная трещиноватость полностью локализует энергию волны напряжений вблизи заряда ВВ. И определяющим механизмом дробления (радиального трещннообразования) отдельностей массива, в пределах (5-15)dз является квазистатнческое давление продуктов детонации, что обеспечивает соударение отдельностей.The essence of the method is as follows. The effect of an explosion in a fractured mountain massif is divided into two phases: wave and quasistatic pressure of detonation products (PD). The stress wave propagates at a speed of 2000-5000 m / s and has a short duration of the compression phase of 0.05-0.7 ms, therefore, when the magnitude of the opening of natural cracks is 2-8 mm, stress waves completely lose their energy on the cracks - a known fact. This is typical for open cast mining, where the crack opening is 5–20 mm. In underground mining, crack opening is 0.1-5.0 mm, i.e. and here the stress waves lose some of their energy on the nearest crack. Given that block massif, for example, at the mines of JSC PIMCU, is mainly 0.1-0.4 m, i.e. the number of cracks encountered along the propagation path of stress waves within the radius of the zone of radial crack formation is 3 or more, we can say that natural fracturing completely localizes the energy of the stress wave near the explosive charge. And the determining mechanism of crushing (radial cracking) of the massif elements, within (5-15) d s, is the quasistatic pressure of the detonation products, which ensures the collision of the masses.
Иными словами, под действием квазистатического давления продуктов детонации в массиве распространяется волна деформаций со скоростью 10-100 м/с, представляющая собой последовательное перемещение раздробленных и не раздробленных отдельностей в радиальном направлении от заряда ВВ. Перемещение отдельностей сопровождается деформированием массива между гранями отдельностей, упругим деформированием отдельностей массива и трением за счет горного давления по граням отдельностей при их смещении друг относительно друга.In other words, under the influence of the quasistatic pressure of the detonation products, a deformation wave propagates in the massif at a speed of 10-100 m / s, which is a sequential movement of the fragmented and non-fragmented individuals in the radial direction from the explosive charge. The movement of the individual is accompanied by deformation of the array between the faces of the individual, elastic deformation of the individual of the array and friction due to rock pressure along the faces of the individual when they are displaced relative to each other.
Основываясь на указанном механизме действия взрыва определены аналитические формулы расчета радиальных и тангенциальных напряжений в массиве, величина зоны радиального трещинообразования и радиуса зоны регулируемого дробления Rp. Далее определено расстояние между скважинами в группе с учетом взаимодействия соседних зарядов ВВ и расстояние между группами взрываемых скважин.Based on the specified mechanism of action of the explosion, analytical formulas for calculating the radial and tangential stresses in the array, the value of the zone of radial cracking and the radius of the zone of controlled crushing R p are determined. Next, the distance between the wells in the group is determined taking into account the interaction of neighboring explosive charges and the distance between the groups of blasted wells.
Предложенный способ осуществляют следующим образом. Вначале определяют величину а и W через Rp, подставляя туда численные значения параметров. Физико-механические свойства массива σp с, ν, ρ, (обычно определяют на стадии геологоразведочных работ по известным методикам. Величину dк -задают исходя из требуемой степени дробления массива. Значения величин Кn⊥, Ф, μ, n* взаимосвязаны с размером естественной отдельности dе их определяют из таблицыThe proposed method is as follows. First, determine the value of a and W through R p , substituting there the numerical values of the parameters. Physico-mechanical properties of the array σ p с, ν, ρ, (usually determined at the stage of exploration by known methods. The value of d k is set based on the required degree of crushing of the array. The values of K n⊥ , Ф, μ, n * are interrelated with the size of the natural separation d e they are determined from the table
Число взаимодействующих зарядов в группе (n*) определяют через коэффициент трения n*=μ-i+1.The number of interacting charges in the group (n *) is determined through the coefficient of friction n * = μ -i +1.
Коэффициент усиления действия взрыва перепендикулярно плоскости ряда (или веера) скважин равенThe amplification factor of the explosion perpendicular to the plane of a row (or fan) of wells is
Детонационные характеристики ВВ (D, ρB) и диаметр заряда ВВ (dз) определяют используя справочную литературу. Величину горного давления в районе подготовки массива определяют либо геофизическими методами, либо по известной формуле P=ρgH (где g -ускорение свободного падения, м/с2; Н -глубина от поверхности земли, м).The detonation characteristics of the explosive (D, ρ B ) and the diameter of the explosive charge (d s ) are determined using the reference literature. The rock pressure in the area of massif preparation is determined either by geophysical methods, or by the well-known formula P = ρgH (where g is the acceleration of gravity, m / s 2 ; Н is the depth from the surface of the earth, m).
Далее бурят скважины, заряжают их зарядами ВВ. Монтируют сеть ДШ или электровзрывную сеть н проводят короткозамедленное взрывание зарядов ВВ группами.Then they drill wells, charge them with explosive charges. They mount a LH network or an electric blast network and conduct short-blown explosive explosive charges in groups.
Пример. 1. Для эффективного извлечения металла с использованием подземного выщелачивания необходимо получение заданной степени дробления трещиноватого горного массива с максимальным размером куска 0,2 м и выходом фракции +200 мм не более 10%. Массив в районе блока 4д-715 представлен рудными трахидацитами с de=0,05-0,25 м (0,15 м в среднем). Физико-механические свойства трахидацитов с=4-103 м/с, ν=0,29, σр=107 Па, ρB=2,5·103 кг/м3. Взрывание производят граммонитом 79/21, dз=0,11 м, D=4·103 м/с, ρВ=103 кг/ м3. Величина горного давления на глубине 400 м равна Р=9,8·106 Па. Численные значения величин 0,25 м, μ=0,3, Ф=10, n*=4,3, Кn⊥=2,2.Example. 1. For effective metal extraction using underground leaching, it is necessary to obtain a given degree of crushing of a fractured rock mass with a maximum piece size of 0.2 m and a fraction output of +200 mm of no more than 10%. The massif in the area of block 4d-715 is represented by ore trachidocytes with d e = 0.05-0.25 m (0.15 m on average). Physico-mechanical properties of trachidocytes with = 4-10 3 m / s, ν = 0.29, σ p = 10 7 Pa, ρ B = 2.5 · 10 3 kg / m 3 . The blasting is carried out with 79/21 grammonite, d s = 0.11 m, D = 4 · 10 3 m / s, ρ B = 10 3 kg / m 3 . The rock pressure at a depth of 400 m is equal to P = 9.8 · 10 6 PA. The numerical values of the quantities are 0.25 m, μ = 0.3, Ф = 10, n * = 4.3, K n⊥ = 2.2.
Подставляя численные значения в математические зависимости (1-3) получим а=3,3 W,=3,0 м. В соответствии с указанными параметрами бурили, заряжали и взрывали короткозамедленно рудный массив бл. 4д-715. После отбойки осуществляли подвыпуск рудной массы из камеры-магазина. В результате замеров грансостава линейным методом установлено, что выход фракции +200 мм составил 2,5%, средневзвешенный размер куска 6,5 см.Substituting the numerical values in the mathematical dependences (1-3), we obtain a = 3.3 W, = 3.0 m. In accordance with the indicated parameters, we drilled, charged and blasted the ore massif bl. 4d-715. After breaking, the ore mass was released from the store-chamber. As a result of measurements of the grain composition by the linear method, it was found that the yield of the +200 mm fraction was 2.5%, the weighted average piece size was 6.5 cm.
2. При определении параметров БВР на карьере в формуле (3) величина горного давления Р=0. Для получения щебеночного материала с размером куска не более 200 мм на гранитном карьере “Камень-2” ОАО ППГХО были рассчитаны параметры БВР в2. When determining the parameters of the blasting system at the quarry in the formula (3), the rock pressure is P = 0. To obtain crushed stone material with a piece size of not more than 200 mm at the Kamen-2 granite quarry of JSC PIMCU, the parameters of the blasting zone were calculated in
соответствии с формулами (1-3) при dе=1,0 м, c=4,5·103 м/с, ρ=2,6·103 кг/м3, ν=0,23, σр=1,1·107 Па. ВВ аммонит 6ЖВ-90 с D=4,2·103 м/с, ρВ=0,8·103 кг/м3, dз=0,125 м, dК=0,2 м, Ф=6, μ=0,6, n*=2,7, Кn⊥=1,5.in accordance with formulas (1-3) at d e = 1.0 m, c = 4.5 · 10 3 m / s, ρ = 2.6 · 10 3 kg / m 3 , ν = 0.23, σ p = 1.1 · 10 7 Pa. BB ammonite 6ZHV-90 with D = 4.2 · 10 3 m / s, ρ B = 0.8 · 10 3 kg / m 3 , d s = 0.125 m, d K = 0.2 m, Ф = 6, μ = 0.6, n * = 2.7, K n⊥ = 1.5.
Расчетами установлено, что а=2,7 м, W=1,7 м.Calculations found that a = 2.7 m, W = 1.7 m.
Взрывная отбойка гранитного массива на карьере “Камень-2” при проведении опытных массовых взрывов с указанными параметрами (всего отбито 32 тыс.м3 горной массы) и замерами грансостава линейным методом показала, что в среднем выход фракции +200 мм составил 3-5%, что в пределах требований нормативных документов, средний размер куска 6-8 см.Explosive blasting of the granite massif at the Kamen-2 quarry during experimental mass explosions with the indicated parameters (a total of 32 thousand m 3 of rock mass was recaptured) and measurements of the grain composition by the linear method showed that the average yield of the +200 mm fraction was 3-5% that within the requirements of regulatory documents, the average piece size of 6-8 cm.
Таким образом, использование предлагаемого способа получения заданной степени дробления и параметров БВР для отбойки рудной массы доказало его эффективность и достоверность.Thus, the use of the proposed method for obtaining a given degree of crushing and BVR parameters for breaking the ore mass proved its effectiveness and reliability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133299/03A RU2239783C2 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Method for obtaining the preset degree of crushing of crumbling rock mass at group blasting of deep-hole explosive charges |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133299/03A RU2239783C2 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Method for obtaining the preset degree of crushing of crumbling rock mass at group blasting of deep-hole explosive charges |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002133299A RU2002133299A (en) | 2004-06-10 |
| RU2239783C2 true RU2239783C2 (en) | 2004-11-10 |
Family
ID=34310164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002133299/03A RU2239783C2 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Method for obtaining the preset degree of crushing of crumbling rock mass at group blasting of deep-hole explosive charges |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2239783C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450242C1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-05-10 | ЗАО "Нитро Сибирь" | Method of blast-hole drilling ensuring preset extent of blast rock grinding |
| RU2485438C1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество Приаргунское производственное горно-химическое объединение | Method for seam damage of cracked rocks |
-
2002
- 2002-12-09 RU RU2002133299/03A patent/RU2239783C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КУТУЗОВ Б.Н. и др. Справочник взрывника. - М.: Недра, 1988, с. 271-273. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450242C1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-05-10 | ЗАО "Нитро Сибирь" | Method of blast-hole drilling ensuring preset extent of blast rock grinding |
| RU2485438C1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество Приаргунское производственное горно-химическое объединение | Method for seam damage of cracked rocks |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Qiu et al. | Short-delay blasting with single free surface: results of experimental tests | |
| Zhang et al. | Experimental study of rock fragmentation under different stemming conditions in model blasting | |
| Zhang et al. | Reduction of fragment size from mining to mineral processing: a review | |
| Taiwo | Effect of charge load proportion and blast controllable factor design on blast fragment size distribution | |
| Rathore et al. | Controlled fracture growth by blasting while protecting damages to remaining rock | |
| Agyei et al. | A comparative analysis of rock fragmentation using blast prediction results | |
| Bhagade et al. | Enhancing rock fragmentation in dragline bench blasts using near-field ground vibration dynamics and advanced blast design | |
| RU2239783C2 (en) | Method for obtaining the preset degree of crushing of crumbling rock mass at group blasting of deep-hole explosive charges | |
| RU2366891C1 (en) | Method of cut-hole formation | |
| Yi | Improved blasting results with precise initiation: Numerical simulation of sublevel caving blasting | |
| Mishra | Unlocking possibility of blasting near residential structure using electronic detonators | |
| Sarathy | Bench blasting: objectives and best practices--a recap. | |
| RU2234673C1 (en) | Method of explosion of ascending wells | |
| Remli et al. | Optimization Of Blasting Parametrs In Open Cast Quarries Of El Hassa-Bouira (Northern Algeria) | |
| RU2239784C1 (en) | Method for obtaining the preset degree of crushing of crumbling rock mass by a blast | |
| Bhandari | Studies on rock fragmentation in blasting | |
| RU2618541C1 (en) | Ore body mining method | |
| RU2627349C1 (en) | Method of obtaining determined degree of cracking of a cracky stressed rock massif in explosion of power charges in two parallel contiguous wells | |
| Omidi | Timing Effects on Fragmentation by Blasting | |
| Kabetenov et al. | Rational parameters of blasting, considering action time of explosion-generated pulse | |
| Ishchenko et al. | An effective way to rock mass preparation on metallic and nonmetallic quarries Ukraine | |
| RU2200298C2 (en) | Procedure of blast breaking of ore blocks cleaved by dike | |
| Petrenko et al. | Substantiating parameters of short-delay blasting and seismic safety while constructing the inclined tunnel | |
| Zhang et al. | Applying fundamental principles of stress waves to production blasting in LKAB Malmberget mine | |
| RU2442957C2 (en) | Method for obtaining a preset crushing ratio of fissured mountain mass and the required coefficient of heading advance per round to shot holes length ratio |